關于循環流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發紅的原因及防治

常沖 李翠英（青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000）

循環流化床燃燒是一種新型的高效、低污染的清潔燃煤技術，這種技術可以適應多種燃料，其負荷調節性能也很好，燃燒后所產生的灰渣也能被充分利用，在國際上備受矚目。該技術在我國應用以后，極大的提升了燃煤利用率，節約了煤炭資源且能焚燒劣質燃料，是一種綠色能源。在利用循環流化床技術時發現，鍋爐爐灰（渣）會成為紅色，這就需要相關工作人員研究其變紅的原因，并給出合理的解決辦法。

1 循環流化床鍋爐的工作原理

循環流化床鍋爐爐膛內含有大量的物料，在燃燒過程中大量的物料被煙氣攜帶到爐膛上部，經過布置在爐膛出口的分離器，將物料與煙氣分開，并經過非機械式回送閥將物料回送至床內，多次循環燃燒[1]。在900。C左右的床溫下，燃料和空氣，以及石灰石在爐膛密相區內混合，煤粒在流化狀態下進行燃燒并釋放出熱量，高溫物料、煙氣與水冷壁進行熱交換。

循環流化床鍋爐還具有高的燃燒效率、可以燃用劣質燃料、鍋爐負荷調節性好、灰渣易于綜合利用等優點，因此在世界范圍內取得了迅速發展。隨著環保要求日益嚴格，普遍認為，循環流化床鍋爐是目前最實用和可行的高效低污染燃煤設備之一。

2 循環流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發紅的原因

在熱電廠二期循環流化床鍋爐（4×480t/h）使用過程中，發現鍋爐爐灰、爐渣會呈現紅色，因該設備較為貴重，為防止出現問題縮短其使用壽命，因此應研究致使其顏色變紅的主要原因。分廠煤質分析室為此展開了實驗研究，將爐膛溫度、自然環境、選用不同的煤炭等進行綜合性實驗。經實驗發現，煤質成分和固定碳均未出現顯著變化，無論是有氧還是無氧，在燃燒后其煤灰顏色均未出現變化，顏色基本一致，并呈現灰色。但其中以矸石為主要材質的煤碳經過燃燒以后會呈現紅褐色。

為增強實驗結果的說服力，使用不同的煤質在溫度相同的情況下進行了兩次實驗，一種是經過簡單人工粗磨以后的煤碳，另一種是未經過任何處理的煤碳，將兩種煤碳放置在相同設備、溫度、條件、燃燒時間下開始實驗，最終發現，當燃燒溫度在710攝氏度到800攝氏度之間時，矸石灰與煤灰的顏色基本為灰褐色，甚至接近灰色，當溫度升至810攝氏度到890攝氏度之間時，煤灰顏色未發生變化，但在放置25分鐘以后發現其顏色逐漸由灰褐色變化為紅色，因空氣中含有氧氣，所以，致使煤灰變紅的原因主要是其中的某些元素被氧化，同時也得知溫度并不是影響煤灰顏色的主要原因。但矸石灰的顏色會隨著溫度的升高而發生變化且呈現紅色[2]。同時發現，在矸石與巖石的混合樣品中，如果溫度達到870度以上，在燒制一到二小時會發現，其灰渣的顏色會呈現紅色。

通過實驗得知，致使循環流化床鍋爐灰渣呈現紅色的主要原因在于煤質中雜質較多，尤其是矸石和硫鐵礦中含鐵礦物質較多，這些灰渣會被氧化，生成三氧化二鐵，因其為紅棕色，所以其灰渣也會呈現紅色。盡管灰渣顏色變紅，但并不影響鍋爐使用年限與質量。

3 防治循環流化床鍋爐爐灰（渣）顏色發紅的主要措施

通過以上研究得知，引起循環流化床鍋爐灰渣顏色變紅的主要原因是其所選煤炭中礦物質較多，含鐵量加大，雜質偏多，為防止循環流化床鍋爐灰渣顏色變紅，應選用含鐵量較少、無雜質、礦物質較少的煤炭。這樣的原煤在燃燒以后，基本不會出現灰渣變紅的情況，含鐵礦物質減少以后，即便灰渣被氧化也不會產生紅棕色的三氧化二鐵。為防治灰渣顏色變紅，青海鹽湖化工分公司熱電廠便選取了由青海煤業魚卡有限公司供給純度較高的原煤，并對進廠原煤的檢驗過程進行嚴格把關，原煤按照國家標準GB475-2008《商品煤樣人工采取方法》中全深度試樣或不同深度試樣采樣方法，用專用煤鏟進行采樣，一車一取作為一個子樣，做到進廠原煤分析要求色澤一致，光澤新鮮自然，無風化及氧化現象；無摻雜使假，感管初步判定含矸率小于5%、含雜率小于0.5%，粒度小于50mm為合格，超過以上指標經驗收小組現場調查和確認，出具驗收意見，拒絕收貨。，有效控制各項分析指標，確保熱電廠煤質符合規定要求。

由于鍋爐灰渣變紅主要原因在于原煤礦物質較多，因此，在選煤階段應選取純度較高的煤質，將含鐵礦物質少和含量低的煤炭作為首選，在存儲煤炭與燃燒階段應注意與空氣隔離，減少氧化情況，這也是防止煤炭燃燒后灰渣變紅的重要措施。

4 結語

通過以上研究了解到了循環流化床鍋爐的工作原理，并得知其是現代社會中燃煤利用率較高的一種技術，長期工作發現，部分鍋爐灰渣被呈現紅色，為防止其影響鍋爐使用壽命，經過實驗研究得知主要是由于原煤中含鐵礦物質較多，燃燒氧化后生成三氧化二鐵。因此，可以提升原煤質量，減少含鐵量礦物質的應用能夠有效避免灰渣變紅，重點在于即便其變化也不會影響鍋爐使用情況，所以不需要擔心。

[1]郭永生，黃西雷.全國最大循環流化床鍋爐機組已順利投產[N].中國石化報,2010-01-07007.

[2]徐蒞，王復信.新疆昊鑫鋰鹽開發有限責任公司.淺析循環流化床鍋爐常見運行缺陷及正確安裝[N].新疆科技報(漢),2010-09-10003.